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[资料] 【素材】科幻武器构想(3)——阿波罗的神剑:红外超激光炮

【素材】科幻武器构想(3)——阿波罗的神剑:红外超激光炮

终于补了一部分……接下来是正文:
    首先,回顾一下上期内容。上期介绍的是EMP精确打击炮,作用目标是摧毁敌方的电器电子元件。而这期的红外超激光炮,和EMP精确打击炮之间有异曲同工之处,那就是:都是聚能型的武器。不过这次的红外超激光炮杀伤原理和EMP精确打击炮的杀伤原理不同。以下是详细的原理解释和设定:

    首先我们来说说激光。大家最熟悉的激光(伪),应该就是那些在街边都能买到的激光笔了(一般的小贩把那些激光笔成为红外线,这是不科学的。红外线,顾名思义是波长处在红光以上的电磁波。也就是说,红外线的波长比红光的波长要长。而人眼可见的电磁波的波长范围,基本就是从红光一直数到紫光的范围。这里区别一下紫外线和红外线,紫外线是波长比紫光短的电磁波。所以,红外线、紫外线都是人眼看不到的。街边的那些激光笔,你能看到射出去的激光,那就已经证明它不是红外线了)。激光笔的原理其实最简单了,就是单点光源发出的光,经透镜折射之后,汇聚成一束平行光束,从而形成激光。

    其实呢,严格意义上,激光(镭射)的定义是:受激而发光(英文缩写是:LASER。全称是:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)。所以上述的那种街边卖的“激光笔”,其实不属于“激光”的范畴。它只是单纯地“汇集光线”而已,并没有“受激”的过程。而我们平时常见的单色LED,从严格意义上来讲,却又属于“激光”的范畴。所以激光是个很容易让人误解的科技名词。

    我之所以举上面那个例子,是因为那种东西大家应该都见过。而激光发射出来的效果,跟那个比较接近,让大家有个印象,会更容易理解我接下来的解释和设定。

    谈到激光的原理,就要追溯到爱因斯坦的那个时期了。激光最基本的原理,其实一早已经被爱因斯坦发现了。而且这个原理还是爱因斯坦基于波耳的原子能级模型才提出来的,所以追根到底,发现激光的原理的人,其实是波耳而不是爱因斯坦。只不过爱因斯坦说过,这个原理能够用来做激光,所以大家都记住了爱因斯坦,而不是波耳(记不住波耳还有另一个原因,那就是:我们在中国……具体的我不说了,不然被和谐就不好了……)。这个原理就是:原子跃迁。

    原子跃迁,其实说的并不是原子本身跃迁,而是指原子核外的电子,在受到特定频率的光子照射的时候,会从基态的能级跃迁到激发态的能级。说白了,就是电子绕核运动的轨道变大了。核外电子从基态跃迁到激发态的时候,会吸收光子的能量,所以这个过程可以简单的理解为激光里的“激”字。而原子跃迁还有一个重要的规律,那就是处于激发态的核外电子,在特定的条件下,会自发跃迁到基态,释放出光子,来维持原子本身的稳定性。而这个时候,原子释放出来的光子,频率跟它从基态跃迁上激发态的吸收的光子的频率是一样的。而这个频率是有原子本身的能级结构所决定的,不会因为射入的光子频率不同,就发生改变(这也是激光的光色为什么这么纯的原因)。

    从这个原理中,我们可以看出,原子跃迁所发出的光色是单一纯净的。而原子跃迁还有一个更重要的规律,那就是:跃迁后所发出的光子,在运动方向上有着非常大的同一性。也就是说,晶体在受到激发时,由跃迁所发出的光,会自发形成平行光束向外射出。这个才是激光原理中最重要的部分。

    有了上述两个原理,就可以很明确的知道“激光”到底是怎么一回事了。从字面理解——受激而发光。也就是某一种材料,受到某种特定的刺激,而发出特定波长的、方向高度一致单色光。这种光就被称为激光。

    所以,激光产生的条件有两个:一个是发光体的材料本身,另一个是外界给那个材料的适当的刺激。这样一来,下面的设定相信大家基本都能看明白了。

    还要补充一下的是,激光的亮度是太阳光的几百万倍。而亮度的定义是:单位面积单位立体角内所受到的光通量(可以类比“压强”的定义)。激光发射器的总能量并没有太阳大,但是亮度却是太阳的几百万倍,原因就在于它把几乎所有的光都集中在很小的面积内射出去,所以它的亮度大幅度增加了。

    而激光之所以能达到这么强的亮度,还有一个原因,那就是:在特定条件下,如果使材料内处于激发态的原子比处于基态的原子多的话,那么在那个条件下,只要有微弱的光子来刺激材料,材料内部的光子散射就会形成“链式”反应,从而发出强烈的激光(可以类比核弹爆炸来理解……)。不过为了维持激光所需的能量,材料所处的条件必须满足让材料维持在“激发态原子比基态原子多”的条件下。也就是说,激光除了一开始激发的那一瞬间外,其余时候所需的能量都来源与约束条件,而不是激发条件。

…………好了,正戏开始,首先是阿波罗之箭的外形设定:


    看上去像一张巨大的反过来摆的十字弓。炮的主题部位分成四个半叶,每个半叶上有一条弧形的钢轴,称为炮轨。炮轨上排满了正对着弧线圆心处高抗热磁体材料的高聚能红外激光头,是用来聚能用的。中心处有一块高抗热磁体材料,表面被单层纳米金属铬晶体包围,并且处在钢轨给予的强烈磁场范围内,称为炮芯。炮尾有三圈对着中心炮芯的电子约束枪,一共147支,用于提供聚能时的能量约束。(其实形状有点像飞虎队用的爬墙的那些钩子,不过中心位置要短很多……)


详细参数:


  全长:452.3
  最大宽度:1095.7
  最大高度:1109.5
  重量:24000KG(净重)24530GK(附加冷却系统)
  炮弹:单束高聚能红外激光(因为是电磁波的原因,所以炮弹的形状硬要说的话,只能说有点像一根细长的管子……)
  炮弹能量:450000000焦耳
  炮弹直径:173CM
  射击时间:0.0004
  炮弹射速:光速
  射击CD24.3
  充能最大时间:19.6
  有效射击距离:3300000KM
  最远打击距离:600000000KM
  武器功能:高温熔化杀伤;高温穿透杀伤;热引爆杀伤;远程定位干扰
  主要装载位置:太空基地;大型战舰;战斗中型空间站;战斗大型空间基地;突击舰
  防御手段:具有防御“光”的通性的防护罩;磁流体防护罩;惯性流体防护罩;散射器;全反式光子防护罩



    因为太困了,所以暂时先补这么多……预告什么的,等补完再放上来……
    下次补的时候,会更详细的说明激光的原理,以及某些内置设定还有延展设定的参数……
    这次就先到这吧……
本帖被评分 2 次
最后编辑小花同学 最后编辑于 2013-02-04 11:03:58

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太酷了!这是我第一次认认真真地看完激光的原理,学到了很多东西呢!

多谢楼主!

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感情受挫的咱晚上看到你这一炮立刻燃了,青春就这样啊骚年果然就是要来一炮啊!

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还真的不知道,不过这种东西。理解就好了。感觉上,不是我们要深入的菜,变成科学狂人会被笑的。
SF的幽灵怪蜀黍已挂,有事烧纸!如果想要接冥府幽灵私宅,请联系QQ447002678,以上。

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好东西,真是好东西,跪舔技术宅

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楼主的武器还真是觉得好厉害呢?不过在论坛上总是发这种演讲,以后会被别人认为是武器宅呢?~呵呵

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呃……武器宅称不上,只是单纯的对物理和科幻感兴趣,然后一边YY一边把它们结合起来了而已……
另外特别感谢小花同学的支持啊~~科幻素材系列我会慢慢更新的了(你已经够慢了!),不过得等我在年初一之前把我半年没填的坑先补上(你还好意思说!!)……

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